Так был открыт, состоялось пришествие в науку второго основного способа усвоения энергии живыми организмами. До этого считалось, что есть один первоначальный и главный способ получения энергии – фотосинтез. Энергия усваивалась растениями и другими автотрофными организмами из солнечного луча, а остальная биота – грибы, животные, то есть миксотрофы и гетеротрофы, – как полагали, просто перерабатывает ее же в процессе органического питания растениями и их остатками, то есть употребляли ту же энергию опосредованно. Мнение о том, что все живое население Земли есть произведение Солнца, что Солнце есть источник жизни (“дети Солнца”) стало настолько очевидным, что превратилось в общее место. Даже Вернадский не избежал этой очевидности, сформулировав, как мы помним, 11-й пункт своего списка основных эмпирических обобщений о лучистой энергии солнца как той энергии, которая вращается внутри биосферы.

И вот открыт другой способ усвоения энергии, а именно хемосинтетический. Бактериям не требуется свет, они напрямую питаются минералами. И это отражено в их названии – литотрофные микроорганизмы. Следовательно, они живут и образуют свои сообщества без посредства других живых организмов, напрямую взаимодействуя с инертным веществом. И это взаимодействие означает очень много, настолько много, что даже через сто лет после достижений Виноградского, после открытий голландского микробиолога Мартина Бейеринка и не пустых лет, а наполненных интенсивными исследованиями хемосинтеза, за пределами микробиологии мало кто понимает до конца смысл и значение отрытого огромного и невероятного мира. Перед нами начинают проясняться подлинные размеры биоты и, значит, иные размеры биосферы. И в некотором смысле уже можно сказать, что та биосфера, которую описывал Вернадский, и учение о которой еще только начинает доходить до сознания образованных людей, есть небольшой привесок к биосфере глубинной, неведомой до сих пор, базовой, хотя открытые им законы распространяются и на нее, даже лучше в ней работают. Мировое научное сообщество, далекое от микробиологии, пока еще находится в неведении относительно значения новой появившейся фундаментальной биосферы, ее выход на авансцену впереди, хотя некоторым специалистам-микробиологам эта роль уже внятна.

И конечно, Вернадский уже тогда, через полвека после открытия Виноградского, предрекал микроорганизмам огромное будущее в науке о биосфере. Сразу после создания учения о ЖВ он указывал, что биологи слишком увлекаются дивергенцией и трансформацией и упускают из виду простой факт, что бактерии не выказывают никаких признаков эволюции. Их непрерывное и бесконечное деление наталкивает на мысль, что в среде бактерий изменениям места нет, поэтому нет и смерти как таковой, которая играет такую большую роль для многоклеточных организмов. И бактерии, как и некоторые простейшие, как показывает палеонтология, неизменны в течение тех изведанных миллионов и даже миллиардов лет, в которые животные и растительные организмы изменялись до неузнаваемости.

Кроме того, выяснился и еще более поразительный факт, касающийся геохимических функций в биосфере. Как уже говорилось, в течение геологической истории эти функции оказались более устойчивыми, чем сами виды организмов. Виды исчезают, но функция – нет, ее подхватывают другие. И когда Вернадский собрал все факты, оказалось, что бактерии из девяти функций, которые он насчитывал в биосфере, выполняли восемь. Так он писал в статье “Начало жизни и эволюция видов”. (Вернадский, 1994, с.445 – 450). Но затем выяснил, что функции могут быть сведены к пяти группам, что отразил в обобщающей последней своей большой работе “Химическое строение биосферы Земли и ее окружения”. (Вернадский, 1987, с. 222). И все пять успешно выполняются микроорганизмами.

Биогеохимическая роль бактерий в самостоятельном поддержании функций означала ни много ни мало, что органический мир не мог постепенно усложняться, говорит Вернадский, сложиться из неживых реакций. Эволюционный процесс мог идти только внутри биосферы. С самого начала биосфера должна была быть целостной, даже если состояла из одних бактерий. “Возможность полного осуществления всех геохимических функций организмов в биосфере одноклеточными организмами делает вероятным, что таково было первое появление жизни... Таким образом первое появление жизни при создании биосферы должно было произойти не в виде появления одного какого-нибудь вида организма, а в виде их совокупности, отвечающей геохимическим функциям жизни. Должны были сразу появиться биоценозы”. (Вернадский, 1994А, с. 459).

Необходимость существования постоянного совместного экологического комплекса, а не медленное постепенное усложнение жизни, как кажется всем, кто мало знаком с учением о биосфере, и ставит под сомнение главную господствующую схему о происхождении жизни на Земле. Жизнь всегда существует в виде сообщества, в виде ценозов, а следовательно, в виде сфер, охватывающих земной в данном случае шар, а не в виде некоего становящегося на ноги и развивающегося “древа жизни” на мертвой планете. Геохимические функции жизни есть такие же законы ее существования, как и законы размножения и как законы механики. Поэтому чтобы движение состоялось, как и в случае механического перемещения, необходимы как минимум три тела. В естественных условиях одна функция должна поддерживать другую, быть ей противоположной, иначе жизнь задохнется в собственных отходах. (43).

Таким образом, тот факт, что биосфера может состоять из одних бактерий, указывает на то, что, по всей видимости, она из них и состояла, а другие, многоклеточные организмы внедрились в сообщество, уже процветавшее на Земле. И железная устойчивость геохимических функций, существующая на Земле миллиарды лет без особых изменений, указывает на мощность этой первичной, назовем ее так, фундаментальной биосферы, поскольку именно хемолитотрофы их и поддерживают.

За последние полвека удивительные способности литотрофов открывалась учеными следующего поколения множество раз и ныне оказалось, что обнаружены целые континенты, гигантские невидимые миры хемосинтезирующих организмов, миры, не укладывающиеся в обычные биологические представления, которые все насквозь пронизаны идеей эволюции. Как и указывал Вернадский, стоит обратить внимание на то, что эти организмы не эволюционирующие и, следовательно, не умирающие. Они длятся в течение несметного количества лет, размножаясь с гигантской скоростью, стандарты смены поколений которой Вернадский и принимал за единицу биологического времени. Причем, как теперь выяснилось, отсутствие эволюции данных организмов с лихвой восполняется разнообразием возможностей экологического поведения литотрофов.

Это доказал один из ведущих наших микробиологов, заведующий отделом микробных сообществ Института микробиологии Академии наук академик Г.А. Заварзин. В своих исследованиях он придает большое значение тому основному методу, который открыл С.Н. Виноградский, а именно методу элективных (избирательных) культур. Метод эффективный, и более того, исключительно показательный, наталкивающий на общую идею. В работе с бактериями Сергей Виноградский материализовал принцип отбора Дарвина. Он сначала находит питательный субстрат, а организм появляется сам, обязательно находится, а затем ученый выделяет его культуру. Таким образом, утверждает Г.А. Заварзин, открытие Виноградского и явилось следствием нового, имеющего принципиальное значение для микробиологии подхода элективности: сначала надо представить себе экологическую нишу, в которой может жить организм, представить себе способ питания его, а затем он обнаружится, разумеется, при достаточной технике и навыках работы с культурами. Таким способом, Сергей Виноградский сделал свои принципиальные открытия уже не в чистой микробиологии, а на границе ее с экологией, то есть в той же сфере, что и Вернадский, в области раздела сред. (Виноградский, 1952; Заварзин, 1986, № 2, с. 71 - 85). И явилось, в сущности, не открытие организма, а целого набора новых наук, прежде всего экологической микробиологии.